王书瑞,关向军,姚 琴,徐海军,3
(1.黑龙江省科学院,哈尔滨,150001; 2. 黑龙江省科学院大庆分院,大庆,163319;3.东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室,哈尔滨,150040;4.大庆矿区服务事业部园林绿化公司,大庆,163712)
北方地区辣木育苗基质对出苗率影响研究
王书瑞1,关向军2,姚 琴4,徐海军2,3
(1.黑龙江省科学院,哈尔滨,150001; 2. 黑龙江省科学院大庆分院,大庆,163319;3.东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室,哈尔滨,150040;4.大庆矿区服务事业部园林绿化公司,大庆,163712)
在实验室条件下,采用人工复配基质进行辣木出苗率差异性试验,利用PCA空间排序分析光照、基质理化性质梯度变化与辣木出苗率的关联性,并筛选适宜辣木育苗的基质。结果表明,孔隙度、有机质、含水率、速效磷与辣木出苗率呈现显著的正相关性(P<0.05);碱解氮、速效钾、容重对辣木出苗率的影响呈显著负相关性(P<0.05);上述因子对出苗率相关性大小顺序依次为速效钾、碱解氮、有机质、速效磷、孔隙度、容重、含水率;4个复配基质中,草炭土出苗率高达75%,显著高于其他3个处理(P<0.05),较适宜作为辣木的育苗基质。
北方地区;辣木; 育苗;出苗率;影响因子
Abstract: Under the condition of laboratory, the trial was carried out that using artificial compound nursery substrate cultivate seeds ofM.oleiferato investigate the difference of emergence rate among treatments, and to analyze the relationship between illumination, the physical and chemical properties and emergence rate by PCA. The results showed that those factors which porosity, organic matter, water content and available phosphorus were significantly positive with the emergence rate (P<0.05), and factors, such as available nitrogen, available potassium and unit-weight, were significantly negative with the emergence rate. The order of those factors which were significantly closed correlative to emergence rate was available potassium, available nitrogen, organic matter, available phosphorus, porosity, unit-weight and water content. Among four nursery substrates, the emergence rate in peat soil was the biggest at 75%, and significantly more than the other three treatments (P<0.05), so that the peat soil is more suitable for use as nursery substrate ofM.oleifera.
Keywords: Northern area;MoringaoleiferaLam.; Seedling; The emergence rate; Factors of influence
辣木(MoringaoleiferaLam.)系辣木科(Moringaceae) 辣木属(Moringa)多年生落叶乔木,原产于印度西部喜马拉雅山区,性喜光、喜温、耐旱且抗逆性强,属多用途经济树种,其嫩稍、叶片、果荚富含多种矿物质和维生素,作为蔬菜和食品有增进营养、食疗保健的功能[1,2],同时在饲用[3,4]、化工[5]、油用[6]、药用[7-10]、污水治理及水源净化[11-13]等方面也有独特的经济价值,因此被誉为“神奇之树”。
近年来,南方地区辣木种植产业发展迅速[14-15],而北方地区由于气候寒冷,辣木资源引进得较晚,发展的速度也较迟缓。经过试验表明,虽然北方露天栽培辣木难以越冬,但设施条件下可以进行栽培利用。黑龙江省冬季漫长,农业设施大棚闲置率较高,若将辣木这一药食同源的优良经济作物引入,一方面可丰富北方冬季蔬菜品种的多样性,对改善人民的膳食结构有着现实的作用。另一方面,可有效地整合利用北方闲置的农业设施,对扩大当地就业、推动地方经济有实践意义。目前,针对辣木育种工作的研究有较多相关报道,如播种季节的适宜性、不同处理药剂对种子萌发率的影响、不同基质对育苗的影响、种子浸泡时间梯度研究等等[16-21]。从相关报道中可以看出,不同地区育苗的处理方法及播种季节均存在着差异。黑龙江省地处高寒地区,为了结合自身气候特点,尽可能按照北方气候节律充分发挥辣木的生产力。本研究进行冬季育苗试验,以期找出适合北方冬季育苗的最佳策略,为黑龙江省辣木设施栽培产业化种植提供技术服务。
1.1 材料
辣木(M.oleifera)种子来自云南农业大学;有机土为晒干鸡粪与壤土按照体积比1∶5混合均匀,堆放1年以上;栽培容器为塑料花盆290型(外口是25 cm内口是21 cm高是16 cm);草炭土、营养钵市场购置。
1.2 方法
种子预处理。将种子去杂后,用40℃温水浸泡2~4 h,然后转入800倍多菌灵溶液浸泡4~6 h,待播。
基质配制。将草炭土与有机土按照体积比3∶2(T1)、1∶1(T2)、2∶3(T3)配比进行混合,以纯草炭土作为对照(T0),混合均匀的基质填装至离花盆上边沿5 cm处,浇透水,每盆播种挑选的饱满无损伤辣木种子3粒,然后覆过1 mm筛的干土1 cm,每个处理8盆,3次重复,于2014年12月12日在实验室内进行。
数据采集。从出苗开始,每隔3 d采集土壤含水率、土壤温度、出苗率;土壤水分、温度用土壤水分温度测量仪(TZS—ⅡW型)测定;土壤pH值用便携式pH测定仪(IQ150)测定;光照用LX-101测定;出苗率用查数法,即出苗率(%)=出菌数/播种数*100%。
1.3 数据处理
借助SPSS(16.0)进行one-way ANOVA 分析,canoco(5.0)对土壤环境数据进行PCA分析,数据采用3次重复的平均值±标准差(mean±SD)。
2.1 基质理化性质差异
适宜育苗基质可以为种子萌发提供良好的空间环境,不同基质的理化性质差异会影响其空间内温热、湿度、空气、养分等条件的变化,从而对种子萌发产生影响。
注:同列中相同字母表示差异不显著,(P<0.05)
Note:The same letters in column indicate lack of significant differences (P<0.05, LSD)
利用东北地区常见易得的材料配置育苗基质,结果显示(表1):不同复配基质理化性质呈现出显著性差异(P<0.05)。草炭土(T0)有机质含量、孔隙度显著高于其他三个处理,容重、速效钾、速效氮显著低于另外三个处理;复配的基质中,T3速效氮含量显著高于其他处理,T2速效磷含量显著高于其他三个处理,速效钾含量复配的三个处理均显著高于对照(T0),其中T3显著高于T1,但与T2差异不显著;在容重、孔隙度、pH值方面复配基质T1、T2、T3之间差异不显著。
2.2 不同基质条件下辣木出苗率差异
表2 不同基质出苗率差异性Tab.2 The difference of emergence rates among substrates
注:同列中相同字母表示差异不显著,(P<0.05)
Note:The same letters in column indicate lack of significant differences (P<0.05, LSD)。
由辣木出苗率的影响结果表明:不同基质对出苗率的影响差异性显著(P<0.05),草炭土出苗率最高,且出苗快、出苗整齐度高。
室内播种,大约10 d左右开始出苗,出苗速度较慢,在19 d调查时,草炭土(T0)出苗率最高达70.83%,显著高于其他三个处理;到23 d之后,播种的种子失去活力,出苗率不再增加,至此时草炭土(T0)出苗率达到75%,仍显著高于另三个处理。由此可见,复配基质中,草炭土较适宜辣木种子育苗。
2.3 基质理化性质及光照条件与出苗率相关性分析
将复配基质理化性质及光照条件进行主成分分析,并将19 d、23 d、27 d出苗率投影到PCA排序轴上(图1),从空间排序可以看出,室内条件下,影响因子可以提取为2个主成分,其对变量的解释累计贡献率可达到98.5%,其中第一主轴贡献率可达到94.1%,反映土壤理化性质,第二主轴仅为4.4%(表3),反映光照和酸碱状况。由此可知,室内条件下辣木出苗率主要影响因素在于土壤基质的理化性质状况。
图1 基质理化性质、光照与出苗率PCA排序图Fig.1 The PCA sequencing diagram about soil physical and chemical properties, illumination and seedling emergence rate
第一主轴Thefirstprincipalcomponents第二主轴Thesecondprincipalcomponents有机质0.74620.0323碱解氮-0.79220.0311速磷0.6272-0.3156速钾-0.8691-0.048pH0.2208-0.241光照0.4579-0.3433含水率0.5974-0.0867土壤容重-0.6118-0.0085孔隙0.61180.0085特征根Eigenvalues0.94130.0437累计贡献率Cumulativepercentage(%)94.198.5
从PCA排序图中可以看出,第一主轴反映的解释变量有孔隙度、有机质、含水率、速效磷、容重、碱解氮、速效钾,各变量与主轴相关性大小顺序依次为速效钾、碱解氮、有机质、速效磷、孔隙度、容重、含水率;其中,孔隙度、有机质、含水率、速效磷与辣木出苗率呈现显著的正相关性(P<0.05),碱解氮、速效钾、容重对辣木出苗率的影响呈显著负相关性P<0.05);第二主轴反映的光照因子,其影响较微弱(图1)。
由出苗率与环境影响因子相关性分析可知(表4),对出苗率影响极显著的因子为速效钾(-)、碱解氮(-)、有机质(+),除此之外,速效磷、孔隙度、含水率及容重均与出苗率达到显著水平,pH值、光照对出苗率影响较小,差异不显著。由此可见,速效养分含量高并不利于种子出苗,而基质物理结构疏松却更加有利于出苗率的提高。
表4 环境因子与出苗率相关性特征Tab.4 Correlations between emergence rate and environment factors
*.表示在0.05水平显著相关*.Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).
**.表示在0.01水平显著相关**. Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).
育苗基质的孔隙度在82%左右,能为种子萌发提供良好的水、气存储空间,其保水性和通气性能均适合种子萌发[22]。试验中育苗基质孔隙度均调节至80%以上,但随着有机土的比例增大,其出苗率呈下降趋势,根据试验分析结果,虽然四个处理孔隙度均在已有报道的适宜范围内,但随着有机土的增加复配基质中速效氮、速效钾呈显著增加趋势,而此二者与出苗率呈极显著的负相关性,因此,出苗率呈下降趋势的现象可能是由于速效氮、速效钾离子态浓度很高,从而降低了基质中自由水的水势,进而使得基质中可被种子萌发利用的水分及利用效率降低所致。
根据报道辣木温室育苗一般在7~10 d开始出苗,大约14 d左右为出苗盛期,在20 d左右出苗率基本稳定[19,22]。此次试验中,辣木出苗较晚,在播种后第10 d开始出苗,出苗速度很慢,在23 d时出苗率才基本稳定,这可能是由于北方地区气候寒冷,冬季室内通风不畅、昼夜温差比较大,加上室内光照不足,育苗基质的土壤温度始终处于相对较低的水平,从而导致辣木出苗时间延长、出苗整齐度降低。
从试验基质理化性质及光照等因子与出苗率PCA空间排序和相关性分析结果可知,在种子育苗阶段,基质的速效养分不需要太高,所以,在辣木育苗生产实践中,基质的选配应多关注基质的物理性状的适度性,尽量选择结构疏松、能通气、保水的基质,在此基础上适当保持基质的速效养分,但不宜过度提高基质速效养分含量。
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TheinfluenceofnurserysubstrateonseedlingemergencerateofM.oleiferainthenorthofChina
WANG Shu-rui1, GUAN Xiang-jun2, YAO Qin4, XU Hai-jun2,3
(1. Heilongjiang Academiy of Sciences, Harbin 150001, China; 2. Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences, Daqing 163319, China; 3. Key Lab of Forest Plant Ecology, Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China; 4. Landscaping Company of Daqing Oilfield Logistic Administration Business, Daqing 163712, China)
S567.1;S322.2
A
1674-8646(2017)17-0001-03
2017-08-10
黑龙江省科学院科研基金项目资助
王书瑞(1980-),女,硕士研究生,副研究员。
徐海军(1979-),男,博士研究生,副研究员。